CN1136150C - 高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺 - Google Patents
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及轻金属生产。发明的目的是给出一种处理较高品位(A/S 6-12左右)铝土矿的碱-石灰烧结法生产氧化铝工艺流程，主要特点是：料浆A/S控制在6～12，碱比0.9～1.0，钙比0.8～2.5，溶出后铝酸钠溶液的Al2O3浓度在130～250克/升。该流程的物料循环量少，废渣量降低，提高了工艺效率，降低了生产成本。
Description
本发明涉及轻金属冶炼技术领域。
大家都知道，氧化铝不但是生产金属铝的原料，而且还广泛应用于耐火材料、化工、轻工业等诸多领域。现在世界上多采用处理天然铝土矿生产Al2O3，当铝土矿的A/S(矿石中Al2O3和SiO2重量比)10以上时，一般采用拜耳法，即压煮浸出法，而对贫矿，即A/S＜8～10的矿石，一般采用拜耳-烧结联合法。A/S为3-5的铝土矿，我国，经过多年的研究和实践，建立了用碱-石灰烧结法处理的生产工艺流程。上述的这个流程包括料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、溶出液的脱硅精制、精制后溶液的分解、氢氧化铝焙烧等工序。在料浆制备工序，料浆碱比(摩尔比)[Na2O]/([Al2O3]+[Fe2O3])控制在0.94～0.98，而钙比(摩尔比)[CaO]/[SiO2]为2.22～2.26，矿浆的铝硅比Al2O3/SiO2(重量比)一般在4.0左右。上述料浆在回转窑中烧制，烧成温度1250℃～1300℃；在熟料溶出工序，存在副反应，即熟料中的β-2CaO.SiO2在溶出过程中分解，生成的Ca(OH)2与溶液中的Al2O3和SiO2反应生成水化石榴石，致使溶液中的一部分Al2O3重新进入不溶的固相，从而造成Al2O3的损失。为了控制和减少上述副反应损失，溶出后铝酸钠溶液中Al2O3含量必须控制在130克/升以下，于是整个工艺过程不得不在低浓度情况下运作，物料循环量加大。再者，所处理的矿石品位低，SiO2含量较高，流程排出废渣量大。综合以上，整个流程能耗高，效率低，生产成本高。
本发明的目的是：给出一种处理较高品位(A/S 6-12左右)的铝土矿的碱-石灰烧结法工艺流程，使整个流程的物料循环量减少，废渣量降低，从而提高工艺效率，降低生产成本。
本发明为高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后精制液分解、氢氧化铝焙烧等工序，主要特点是：在料浆配制工序，料浆A/S控制在6～12，碱比0.8～1.0，钙比0.8～2.5，在熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液成份为：(克/升)Al2O3 130～250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO2 5～20，苛性化系数αk1.2～1.5。
在上述料浆配制工序，碱比最好为0.9--1.0，钙比最好为1.2--2.3。
熟料溶出工序溶出后铝酸钠溶液氧化铝浓度最好为160--200克/升，αk最好为1.2--1.3。
本发明生产工艺与原生产工艺相比，矿石单耗由原工艺的1.95吨/吨-Al2O3，降至1.50吨/吨-Al2O3；废渣(赤泥)排放量由原工艺的1.7吨/吨-Al2O3，降至0.8吨/吨-Al2O3、减少了对环境的污染，并大大降低了烧结法氧化铝的生产能耗，提高了企业经济效益。
附图为本发明工艺流程框图
下面结合附图将本发明实施实例评述如下：
所用铝土矿的化学成份为(重量％)：SiO2 6.52，Fe2O3 3.83，Al2O3 69.1，CaO 9.10，Na2O 0.8，K2O 0.64，TiO2 2.99，其它7.02，矿石灼减13.84％；
所用铝土矿主要物相组成(重量％)：一水硬铝石79.2，锐钛矿3.0，高岭石3.4，石英1.2，赤铁矿4.0，其它9.2
所用石灰石(或含等量CaO的石灰)成份(重量％)：SiO2 0.84，Fe2O3 0.18，A12O31.1，CaO 54.37，其它43.51
烧成用煤化学成份(重量％)：SiO2 42.6，Fe2O3 5.9，Al2O331.7，CaO 6.12，其它13.68
溶出用调整液成份(克/升)：Na2O全55.7，Al2O3 42.2，Na2O碳10.32，Na2O苛45.34.
料浆配制是按铝土矿：石灰石：工业碱粉(重量比)为1∶0.26∶0.23的比例，向原料磨中加入铝土矿、石灰石、工业碱粉，并按每吨铝土矿配入蒸发碳分母液1.56m3，料浆磨至+120目筛上残留10％左右。
上述料浆送至回转窑烧制熟料，即为烧成工序，烧成温度：1260--1320℃，物料在熟料窑停留时间0.5--1小时。所得熟料成份为(重量％)：SiO2 5.34，Fe2O3 2.61，Al2O3 45.0，CaO 9.96，Na2O有效27.8，Na2O硫2.0，SO3 3.87，TiO2 1.82，其它1.6。
烧成的熟料与调整液一起在溶出湿磨中进行溶出，即溶出工序，溶出温度80-90℃左右，溶出液成份(克/升)：Na2O全160.9，Al2O3206，Na2O碳10.3，SiO2 10，Na2O苛150.6。
熟料溶出后，赤泥用压滤设备进行分离，溶液进脱硅工序进行脱硅，脱硅温度165-175℃，停留时间1.0小时，分离得到的固体(赤泥)洗涤后外排或综合利用处理，洗液配调整液。
硅渣分离采用过滤机和叶滤机，分离后得到的铝酸钠溶液(Al2O3/SiO2＝330左右)进碳分工序，硅渣洗涤后作副产品，硅渣洗液配调整液。
铝酸钠溶液分二段进行碳酸化分解，第一段分解率控制在75-85％，分离洗涤后氢氧化铝进焙烧工序焙烧得到产品氧化铝，洗液配调整液。一段分解分离后的碳分母液继续通二氧化碳进行深度碳酸化分解，分解率控制在95％左右，二次分解得到的含硅较高的氢氧化铝(简称粗氢氧化铝)，分离后用拜耳法工艺制取氢氧化铝，然后焙烧获得产品氧化铝。二次分解得到的碳分母液经蒸发后进磨浆工序配料。产品氧化铝主要杂质含量(重量％)：SiO2 0.031，Fe2O3 0.008，Na2O 0.39。
Claims (3)
1.一种高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后溶液分解、氢氧化铝焙烧工序，其特征在于，所述料浆配制工序，料浆A/S为6～12，碱比0.9～1.0，钙比0.8～2.5，在上述熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液的成分为(克/升)：Al2O3 130-250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO2 5～20，苛性化系数αK1.2～1.5。
2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述料浆的钙比1.2～2.3。
3.按照权利要求1或2所述的工艺，其特征在于所述溶出后铝酸钠溶液中Al2O3浓度为160～200克/升。
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